FADEC

Geöffnete FADEC für Kolbentriebwerke

FADEC an einem Strahltriebwerk

Unter einer Full Authority Digital Engine Control (FADEC) – „digitale Triebwerksregelung mit allen Befugnissen“ – wird in der Luftfahrttechnik im Allgemeinen eine autonome, elektronisch-digitale Triebwerksregelung verstanden. Damit ist gemeint, dass die komplette Regelung und die Kontrolle über Strahl- oder Kolbentriebwerke innerhalb der FADEC erfolgt.

Systembeschreibung

Im Gegensatz zu einer einfacheren Motorsteuerung (ECU), die übergeordnete Regelstrecken für den Betrieb benötigt, kann eine FADEC das Triebwerk in allen Betriebszuständen autonom regeln. Im Triebwerk enthaltene Komponenten, wie die Leitschaufelverstellung, Einrichtungen zur Kraftstoffbemessung oder Gehäusekühlung werden ebenfalls von der FADEC geregelt.

Stellgrößen

Hauptstellgröße für den Triebwerkschub kann das Engine Pressure Ratio (EPR), also das Druckverhältnis der von der Turbine ausgestoßenen zur vom Kompressor angesaugten Luft oder auch die auf Umgebungsbedingungen korrigierte Fandrehzahl sein. Es gibt aber viele verschiedene Regelkreise, die sich an den notwendigen Anwendungsfall des Triebwerks anpassen. So wird während des Anlassvorgangs ein anderer Regelkreis benötigt, als wenn das Triebwerk stabil auf Leerlaufdrehzahl läuft und dann als Regelparameter z. B. den Hochdruckverdichteraustrittsdruck oder die physikalische Hochdruckverdichterdrehzahl überwacht.

Kommunikation

Die Kommunikation zwischen der Flugsteuerung und der FADEC erfolgt in der zivilen Luftfahrt über das standardisierte serielle Protokoll ARINC 429. Dieses ARINC-429-Protokoll wird auch zur Kommunikation anderer Komponenten im Flugzeug benutzt, ist also nicht auf das Triebwerk beschränkt.

Sicherheit

Die Entwicklung dieser Regler und die anfänglichen Vorbehalte gegen diese Technik führten dazu, dass der Regler komplett redundant aufgebaut ist. Sämtliche Kabelverbindungen zu den Stellgliedern am Triebwerk werden 2-kanalig angesteuert und abgefragt.

Eine weitere Funktion ist die mittels FADEC verbesserte Kontrolle über den Zustand eines Triebwerks. Die Daten werden zentral erfasst und gespeichert bzw. werden bereits während des Flugbetriebs an die Wartungsbasis übermittelt (Telemetrie) und notwendige Reparaturen auf ein zeitliches Minimum reduziert.

Die Entwicklung der FADEC-Systeme war ein Beitrag zum 2-Mann-Cockpit, der früher notwendige Flugingenieur konnte eingespart werden. Die Hauptaufgabe des Flugingenieurs war nämlich die Überwachung und auch die Steuerung der Triebwerke. Mit FADEC überwacht nun ein Bordcomputer bzw. eine Steuereinheit die Befehle an das Triebwerk; die Piloten können nun in jeder Situation den Schub selbst regeln, und zwar ohne dass abrupte oder unüberlegte Befehle das Triebwerk beschädigen oder die Flugsicherheit gefährden.

Umweltaspekte

Erst die Entwicklung dieser Steuergeräte ermöglichte es, die von den Fluggesellschaften geforderten Kerosineinsparungen zu realisieren.

Hersteller

Hersteller von FADEC-Steuergeräten sind in der zivilen Luftfahrt die Firmen Hamilton Sundstrand für Pratt & Whitney und International Aero Engines. Für die Triebwerke von General Electric Aero Engines oder CFM International kommen die Komponenten von BAE Systems zum Einsatz. In Deutschland entwickelt und produziert MTU Aero Engines die Regelung des Eurofighters. Weitere Hersteller sind SNECMA.

Siehe auch

• Advanced Diesel Engine Control (ADEC), ein Motorsteuergerät für Dieselmotoren der MTU/RRPS

Literatur

Fachbücher

• Andreas Linke-Diesinger: Systems of Commercial Turbofan Engines. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2008, ISBN 978-3-540-73618-9, doi:10.1007/978-3-540-73619-6 (englisch). 

Weitere Themen

• Fachbücher zu Motoren für Luftfahrzeuge, viz. Flugtriebwerke
• Fachbücher zur Elektrik, Elektronik, Digitalelektronik/Digitallogik, Software, Eingebettete Systeme, Kommunikationstechnik, Motorsteuerung uvm.
• Systems Engineering

Weblinks

Commons: FADEC – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien